JP6584100B2 - ワーク保持用ブラケット - Google Patents

Description

本発明は、チャックによるアンクランプ時のワークの脱落を防止するワーク保持用ブラケットに関する。

旋盤等の工作機械では、ワーク搬送措置によって主軸チャックに搬送されたワークが把持され、切削などの加工後には再びワーク搬送装置によって主軸チャックからワークが取り出され、次の工作機械などへと搬送される。工作機械のチャック装置では、例えばエア圧力によって伸縮するシリンダーを介してチャック爪が開閉し、ワークの把持や解放が行われる。ところで工作機械は、異常等による非常停止や、夜間サイクルの停止等によりワークを把持したまま稼動が停止する場合がある。その停止が長時間になると、エア抜けによりチャックからワークが脱落してしまうことがある。この点、下記特許文献１には、ワーク搬送装置のチャックではあるが、ワークの把持が長時間維持できるように、スプリングの付勢力が常時閉方向に作用するようにした構造が開示されている。

特開平７−１７８６４３号公報

前記特許文献１の従来例は、ワークを長時間把持できるようにすることを目的としているが、そのためには特別の構成を付加する必要が生じてしまい、工作機械の改良などによってコストがかかってしまう。一方で、ワークの脱落を無くすには、そのワークをチャック装置に残しておくことなく、作業者が取り外すようにすればよい。しかし、その際に問題になるのが安全性である。すなわち、稼動が停止した工作機械からワークを取り出すには、作業者がカバーの扉を開けて加工部内に手を入れ、ワークを掴んだ状態でエアの給排を行い、チャック爪を作動させなければならないからである。

そこで、先ずチャック爪を作動させてワークを解放状態にしておき、その後に扉を開けて作業者がワークを取り出すようにすればよい。しかし、それでは解放されたワークが作業者によって取り出される前に脱落してしまい、ワーク自身を傷付けたり、工作機械の内部機器を破損させるなどのおそれがある。従って、更にその他の方法として作業者が直接取り出すのではなく、ワーク搬送装置を使用してワークの取り出しを行うことも考えられる。しかし、ワーク搬送装置は、複数ある加工部のうち加工部ごとの操作でしかワークを取り出せないため作業時間がかかってしまう。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、チャックによるアンクランプ時のワークの脱落を防止するワーク保持用ブラケットを提供することを目的とする。

本発明に係るワーク保持用ブラケットは、チャック本体に対して径方向に移動する複数のチャック爪の開閉によってワークを把持及び解放するチャック装置に取り付けられ、ワークの解放時においてチャック装置からのワークの脱落を防止するためのものであり、前記チャック装置に把持されたワークの上側から前側にかけて配置される水平方向の上部および上下方向の前部を備えた略Ｌ字形のブラケット本体と、前記ブラケット本体を前記チャック本体側に対して着脱させるとともに装着時の姿勢を維持すべく前記ブラケット本体の上部に固定された位置決め部材とを有し、前記位置決め部材を介して前記チャック本体に取り付けられた場合に、前記ブラケット本体の前部がワークの前側部分に当てられるようにしたものである。

本発明のワーク保持用ブラケットは、位置決め部材を介してチャック本体側に取り付けられ、ブラケット本体の前部がワークの前側部分に当てられチャック装置にワークが保持された状態が維持される。そのため、チャック装置によるワークの把持が解除されたとしても、ワークの脱落を防止することができる。

チャック装置に対するワーク保持用ブラケットの第１実施形態の使用状態を示した側面図である。 ワーク保持用ブラケットの第１実施形態を上方から示した平面図である。 ワーク保持用ブラケットの第２実施形態を示した平面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び正面図（Ｃ）である。

次に、本発明に係るワーク保持用ブラケットの一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態では、工作機械内のチャック装置からワークを取り出す際に使用するワーク保持用ブラケットについて説明する。図１は、チャック装置に対する第１実施形態のワーク保持用ブラケットの使用状態を示した側面図である。そこで先ず、簡単にチャック装置１について説明する。

チャック装置１はコレットチャックであり、コレット１１が不図示のドローバを介して中心軸Ｏに沿った方向（軸方向）に往復直線移動が可能に組み付けられている。コレット１１は三ツ割円筒体であり、先端部には１２０度の間隔で３つのスリットが形成されている。従って、コレット１１の各先端部分は径方向への弾性的な変形が可能であり、軸方向の直線運動が中心軸Ｏに直交する径方向の運動に変換されるようになっている。そして、コレット１１の先端部には、外側面側にコレット側テーパ面１１１が形成されている。

一方、チャック本体１５に対してガイド１３が固定され、コレット１１の外側に配置されている。ガイド１３は円筒体であり、その内部をコレット１１が軸方向に摺動するように組み付けられ、コレット側テーパ面１１１に対応するガイド側テーパ面１３１が形成されている。従って、コレット側テーパ面１１１とガイド側テーパ面１３１とが摺接し、コレット１１が図面左側に移動すれば、コレット１１の先端部に形成された３方の把持部１１２が縮径する閉作動となり、コレット１１が図面右側に移動すれば、把持部１１２が拡径する開作動となる。

このチャック装置１にクランプされたワークＷは、碗型形状のプレス成形品であり、その正面部中央に突部材８０が摩擦溶接などによって固定されている。チャック装置１では、コレット１１の把持部１１２が突部材８０をクランプすることによりワークＷが保持され、回転するワークＷの内周面や端面に旋削仕上げなどが行われる。従って、コレット１１によって把持される突部材８０は、加工基準となるため外周面に精密仕上げが施されている。ただ、ワークＷの径に比べて突部材８０の径は小さいため、クランプ時のワークの姿勢がずれてしまったり、旋回加工時に歪みや振動（ビビリ）が発生するおそれがある。

そこで、チャック装置１には、ワークＷの姿勢を安定させるための支持部材が設けられている。ワークＷの支持部材としては、コレット１１の先端部を覆うように配置され、ワークＷの正面に当てられる環形状の正面部当金１６が設けられている。また、正面部当金１６の径方向外側でワークＷの正面に当てられる正面部外当金１７や、ワークＷの周側面部に当てられる側面部当金１８が設けられている。正面部外当金１７や側面部当金１８は、例えば同一円周上に１２０度の間隔で各々３箇所に設けられている。

側面部当金１８は、チャック本体１５からアーム１９が前方に延び、その先端部分に固定されている。アーム１９は、支点１９１を中心に揺動可能であり、側面部当金１８が、ワークＷの取り付けに際して上方に逃げ、取り付け後はワークＷの上方側面部に沿うように位置する。本実施形態のワーク保持用ブラケット３は、こうした側面部当金１８及びアーム１９を利用して取り付けるようにしたものである。特に、ワーク保持用ブラケット３は、作業者が取り扱い易いように、側面部当金１８に対して引っ掛けるような構成となっている。

図２は、そうしたワーク保持用ブラケット３を上方から示した平面図である。ワーク保持用ブラケット３は、板材がＬ字形に折り曲げられたブラケット本体３１に、ピン３２が固定されたものである。一方、側面部当金１８は、ワークＷの側面部に対して所定幅で当たるように、アーム１９よりも幅広に形成されている。そこで、ワーク保持用ブラケット３は、アーム１９を両側から挟み込むように配置された一対のピン３２が、側面部当金１８の後側に位置するように構成されている。なお、本実施形態で示す前後とは、チャック装置１がワークＷを把持する図１右側を前とし、反対方向の図１左側を後とする。

ブラケット本体３１は、ピン３２の位置からワークＷの上方を前側に延びる上部プレート３１１と、下方向に延びてワークＷに対し前側から当てられる前部プレート３１２とが直交している。上部プレート３１１及び前部プレート３１２は一定幅であり、図２に示すように、アーム１９を挟んだ一対のピン３２の位置に合わせた幅寸法で設計されている。ただし、ブラケット本体３１の幅寸法は特定されているわけではなく、ワークＷを前側で支えられる程度の寸法を有していればよい。また、上部プレート３１１と前部プレート３１２との幅寸法が異なるようなものであってもよい。

ブラケット本体３１の上部プレート３１１には、その先端部分がコの字形状に切り欠かれた切欠き部３１５が形成されている。傾斜するアーム１９との干渉を避けるためである。また、上部プレート３１１には、切欠き部３１５の幅方向外側に、ピン３２を取り付けるための一対の長孔３１７が形成されている。この長孔３１７は、前部プレート３１２と直交する前後方向に沿って長く形成されているが、これはピン３２の固定位置と前部プレート３１２との距離を調整可能にするためである。そして、ピン３２は、円柱形状の上端面にネジ穴が形成されており、その上端面が上部プレート３１１の下面側に当てられ、上方から長孔３１７を通したボルト３５によって締結される。また、ワーク保持用ブラケット３は、作業者が取り扱い易いように、ブラケット本体３１の前部プレート３１２にハンドル３３が固定されている。

続いて、ワーク加工時におけるチャック装置１は、ワーク搬送装置から受け渡されるワークＷを把持する。その際、突部材８０がコレット１１の把持部１１２内に挿入され、不図示のドローバを介してコレット１１が後方（図１左側）に引かれる。それにより、コレット側テーパ面１１１がガイド側テーパ面１３１を摺動し、把持部１１２が縮径して突部材８０が把持される。このときワークＷは、その正面に対して正面部当金１６や正面部外当金１７が当てられ、外側面には側面部当金１８が当てられて一定の姿勢が保たれる。そこで主軸が回転することによりワークＷが一体なって回転し、そこに前側（図１右側）から不図示の刃物台が接近し、所定の工具によってワークＷに対する切削仕上げなどが行われる。

そして、加工後のワークＷの取り出しでは、コレット１１が前側に移動することにより把持部１１２が拡径して開き、突部材８０の把持が解放される。通常であればワーク搬送装置側のチャック装置によってワークＷの掴み換えが行われる。しかし、工作機械の稼動停止が生じたような場合は、作業者が直接ワークＷを取り出さなければならない。その際、単にチャック装置１をアンクランプさせるだけではワークＷが脱落してしまう。特にワークＷは、碗型形状の外側に突き出た突部材８０で把持するため、把持位置と重心位置とが遠く、傾きやすいからである。そして、ワークＷは、中心軸Ｏに近い僅かな部分で突部材８０が把持されているため、少しの傾きでもバランスが崩れやすいからである。従って、チャック装置１に把持されたワークＷは、脱落し易い状況であるといえる。そこで、脱落防止のため本実施形態のワーク保持用ブラケット３が使用される。

工作機械の稼動が停止した場合、作業者はカバーの扉を開け、加工部内に手を入れ、ワークＷを把持した状態のチャック装置１にワーク保持用ブラケット３を取り付ける。その際、ワーク保持用ブラケット３は、ワークＷに対して上方から降ろすようにして引っ掛けられる。すなわち、ピン３２が側面部当金１８の後側に入り込み、前部プレート３１２がワークＷの加工側端面に前側から当てられる。このときのワーク保持用ブラケット３は、上部プレート３１１からピン３２までの位置が、長孔３１７内を移動させることによって調整されている。そのため、図１に示すように、鉛直な姿勢の前部プレート３１２がワークＷの加工側端面に当てられたワーク保持状態が、側面部当金１８の後側にピン３２が引っ掛けられることによってつくられる。

次に作業者は、加工部から手を出して安全な状態を確認した後、手動でチャック装置１を作動させてコレット１１をアンクランプ状態にする。このときワークＷは、ワーク保持用ブラケット３によって正面部当金１６や正面部外当金１７に当てられた状態が維持されている。そのため、ワークＷが前側に傾くようなことはなく、突部材８０がコレット１１から外れるようなことはない。よって、ワークＷは、コレット１１による把持から解放されたとしてもチャック装置１に保持された状態が維持される。そこで作業者は、再び加工部内に手を入れワークＷとともにワーク保持用ブラケット３をチャック装置１から外して取り出す。

従って、ワーク保持用ブラケット３を使用することにより、アンクランプ時のワークＷの脱落を防止することができる。そのため、作業者は、チャック装置１を駆動させる際に工作機械の加工部内に手を入れる必要が無くなり、作業の安全を確保することができる。また、ワーク保持用ブラケット３は、Ｌ字形に折り曲げられたブラケット本体３１にピン３２を固定した簡素な部品であるため、低コストで前記効果を得ることができる。そして、ピン３２を引っ掛けるように取り付けるものであるため、その取扱いが非常に簡単であり、ワークＷと一緒に取り外す作業も容易に行うことができる。

更に、ワーク保持用ブラケット３は、ピン３２の位置を長孔３１７によって調整することができるため、ワークＷのサイズ変更や形状の変更があったとしても対応することができる。ただし、ワーク保持用ブラケット３では、対応可能な範囲が長孔３１７の寸法に制限されてしまう。そこで、より多様なワークにも対応できるように、以下のような変形例を提案する。図３は、ワーク保持用ブラケットの第２実施形態を示した平面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び正面図（Ｃ）である。

このワーク保持用ブラケット５は、前記実施形態と同様にＬ字形に折り曲げられた所定幅の板材からなるブラケット本体３５によって構成されている。すなわち、ブラケット本体３５は、上部プレート３５１と前部プレート３５２とを有している。そして、本実施形態では更に上部プレート３５１と前部プレート３５２に、それぞれ延長プレート３６，３７が連結されている。延長プレート３６には左右一対の長孔３６１が形成され、もう一方の延長プレート３７には、左右一対の貫通孔３７１が形成されている。そして上部プレート３５１には左右一対のネジ孔３５５が形成され、前部プレート３５２には左右一対のネジ孔３５６が上下方向に３箇所設けられている。

そこで、延長プレート３６は上部プレート３５１に対して上面側に重ねられ、延長プレート３７は前部プレート３５２に対してワーク側に重ねられ、それぞれ雄ネジ３８，３９によって締結される。すなわち、雄ネジ３８は、長孔３６１を通ってネジ孔３５５に螺合され、雄ネジ３９は貫通孔３７１を通ってネジ孔３５６に螺合される。このとき、雄ネジ３８が長孔３６１内を相対的に移動可能であるため、延長プレート３６は矢印で示す水平方向に移動させることができる。また、延長プレート３７は、上下３箇所に配置されたネジ孔３５６の何れかに雄ネジ３９を螺合させることにより、矢印で示す垂直方向の位置を３段階に選択することができる。

そして、ワーク保持用ブラケット５は、延長プレート３６に取り付け用の磁石４１が固定されている。これは、図１に示す前記実施形態のように側面部当金１８に引っ掛けるのではなく、チャック本体１５に対して磁石４１によって固定するようにしたものである。チャック装置によっては、側面部当金１８が備えられていない構造のものもあるからである。なお、このワーク保持用ブラケット５にもハンドル４２が取り付けられている。そのハンドル４２は、延長プレート３７と同じワーク側から雄ネジ４３によって締結されているため、延長プレート３７には、下方の雄ネジ４３と干渉しないように切欠き３７２が形成されている。

そこで、本実施形態のワーク保持用ブラケット５は、ワークＷの大きさなどに従って延長プレート３６，３７の固定位置が調整され、その延長プレート３７がワークＷの加工側端面に前側から当てられる。その状態で磁石４１がチャック本体１５に固定され、ワーク保持用ブラケット５によるワークＷを保持する姿勢が維持される。よって、ワークＷは、コレット１１による把持が解放されたとしても、ワーク保持用ブラケット５によってチャック装置１に保持された状態が維持される。

従って、ワーク保持用ブラケット５を使用することにより、アンクランプ時のワークＷの脱落を防止することができる。そのため、作業者は、チャック装置１を駆動させる際に工作機械の加工部内に手を入れる必要が無くなり、作業の安全を確保することができる。また、ワーク保持用ブラケット５は、Ｌ字形に折り曲げられたブラケット本体３５及び延長プレート３６，３７、そして磁石４１を備えた簡素な部品で構成されているため、低コストで前記効果を得ることができる。しかも、延長プレート３６，３７によって異なる大きさのワークＷにも容易に対応することができる。

また、チャック装置に対する固定方法として磁石４１を使用したので、正面から着脱でき、前記実施形態のピン３２に比べてより簡単に取り外しが可能である。更に、延長プレート３６，３７の調整方法として、大まかな調整でよい延長プレート３７はネジ孔３５６の位置によって３段階に調整が可能である一方、微調整が必要な延長プレート３６は長孔３６１による連続的な移動により正確な位置合わせが可能である。

以上、本発明のワーク保持用ブラケットの一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、チャック装置に対する取り付け方法としてピン３２や磁石４１を例に挙げたが、第１実施形態と第２実施形態とで反対の構成であってもよく、またこれ以外の構成であってもよい。
前記第２実施形態では、延長プレート３７が前部プレート３５２を下方に延ばすものとして説明したが、例えば前部プレート３５２とＴ字になるように幅を広げるプレートであってもよい。

１…チャック装置 ３…ワーク保持用ブラケット １１…コレット １５…チャック本体 １６…正面部当金 １７…正面部外当金 １８…側面部当金 １９…アーム ３１…ブラケット本体 ３２…ピン ３３…ハンドル ３５…ボルト ３１１…上部プレート ３１２…前部プレート ３１７…長孔 Ｗ…ワーク

Claims (4)

1. チャック本体に対して径方向に移動する複数のチャック爪の開閉によってワークを把持及び解放するチャック装置に取り付けられ、ワークの解放時においてチャック装置からのワークの脱落を防止するためのワーク保持用ブラケットであって、
   前記チャック装置に把持されたワークの上側から前側にかけて配置される水平方向の上部および上下方向の前部を備えた略Ｌ字形のブラケット本体と、前記ブラケット本体を前記チャック本体側に対して着脱させるとともに装着時の姿勢を維持すべく前記ブラケット本体の上部に固定された位置決め部材とを有し、
   前記位置決め部材を介して前記チャック本体に取り付けられた場合に、前記ブラケット本体の前部がワークの前側部分に当てられるようにしたものであることを特徴とするワーク保持用ブラケット。
2. 前記ブラケット本体は、所定幅のＬ字形プレートであり、前記位置決め部材は、前記ブラケット本体の上部に固定されたピン部材であることを特徴とする請求項１に記載するワーク保持用ブラケット。
3. 前記ブラケット本体は、所定幅のＬ字形プレートであり、前記位置決め部材は、前記ブラケット本体の上部に固定された磁石であることを特徴とする請求項１に記載するワーク保持用ブラケット。
4. 前記ブラケット本体は、その上部や前部の長さを延長する延長部材を備え、上部の延長部材に前記位置決め部材が設けられたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載するワーク保持用ブラケット。
   

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